导读:本文包含了反应室论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:数值,气相,外延,氢化物,氮化,有机化学,氧化铝。
反应室论文文献综述
杨超普,方文卿,刘明宝,毛清华,阳帆[1]（2019）在《MOCVD反应室无镓无铝环境的获得及重要性分析》一文中研究指出"回熔"依然是Ga N-on-Si光电器件发展到今天的主要难题,严重影响量产的稳定性与器件的可靠性。当前"多腔+AlN模板"生长法能避免镓回熔,但仍然无法解决"铝回熔"。本文从AlN微粒的来源,AlN生长动力学,AlN微粒引起Si衬底表面"台阶流"的局部畸变,晶格继承等方面全面分析无镓无铝环境重要性。通过对叁款主流商用MOCVD进行比较分析,参考AIXTRON MOCVD G5氯气在线清洗工艺,对THOMAS SWAN CCS MOCVD气路进行改造,设计非钎焊耐氯7片机喷头,缩短喷淋头与石墨基座间距离,获得无镓无铝环境。该结果是有效研究回熔机制的基础,监测并控制反应室内的镓铝粉尘环境,有望从理论及机理上推动GaN-on-Si电子器件迈上新台阶。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2019年11期）
赵丽丽,孙红卫,李志明,李海玲[2]（2019）在《金属有机化学气相沉积反应室磁场数值分析》一文中研究指出针对金属有机化学气相沉积(MOVCD)反应室中因感生电流的集肤效应而导致衬底温度分布不均匀,从而影响生长薄膜质量的问题,通过对电磁加热式MOCVD反应室建立数值仿真模型,分析电流强度和电流频率对磁场分布和焦耳热分布的影响,同时对不同材料组成的基座结构中的磁场分布和焦耳热分布进行研究。结果表明:磁场分布和焦耳热分布不随电流强度的改变而改变,但磁场和焦耳热的数值与电流强度成正比;磁场分布、焦耳热分布和数值随着电流频率的变化而变化,数值与电流频率成正比,且随着电流频率的增大,趋肤效应越明显;改变组成基座的材料组成可以改变基座中焦耳热分布,从而提高衬底温度分布的均匀性。(本文来源于《济南大学学报(自然科学版)》期刊2019年06期）
赵丽丽[3]（2019）在《高温大尺寸MOCVD反应室热场的数值分析与优化》一文中研究指出Ⅲ族氮化物半导体薄膜材料,是制备高亮度发S光二极管、半导体激光、紫外探测器以及高频大功率微电子器件的基础,被认为是继硅之后最重要的第叁代半导体材料。金属有机化学气相淀积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)简称MOCVD,是目前制备氮化物半导体材料的重要技术之一。由于MOCVD技术的复杂性,使薄膜在生长过程中受到多个因素的影响,其中衬底温度分布均匀性是影响薄膜成长的重要因素。随着氮化物薄膜晶体的广泛应用,市场对大尺寸的晶体生长也提出了新的需求。而目前国内外对于8英寸以下的氮化物生长热场的研究较为成熟,但对大尺寸(12英寸以上)的MOCVD反应室热场的研究较少。MOCVD加热系统加热的方式一般为电阻加热和电磁加热。无论哪种加热方式都存在衬底温度均匀性较低的问题。本文的研究目的就是借助于仿真软件,建立反应室二维模型,模拟氮化物生长的环境,通过观察各种相关参数对反应室热场的影响并进行优化,以提高衬底的温度均匀性为最终目标。本文根据两种加热方式的特点分别进行了大量的仿真计算,主要的内容有:(1)在传统电阻式加热系统中,电阻加热产生的热量部分热量被加热腔内的气体带走和辐射损失掉,导致电阻加热的效率降低。尤其加热大尺寸的衬底片时,加热效率和温度均匀性的问题更加突出。为了解决电阻加热系统加热效率较低的问题,在反应室加热系统内增加隔热板来以提高加热系统的加热效率,并分析了隔热板的高度、层数、长度等因素对加热效率和衬底温度分布均匀性的影响;提出了新的基座结构,将加热电阻放置在基座内部,调节了热量传递的方向和速率,使热量传至衬底时温度趋于均匀。(2)在传统的电磁加热系统中,加热系统产生的热量直接供给基座,加热效率较高;但由于电流的集肤效应,衬底温度分布不均匀,特别在生长大尺寸的薄膜晶体时,集肤效应更加突出。根据电磁加热系统的加热特性,本部分研究的重点是提高衬底的温度均匀性:研究分析电参数对反应室热场的影响;提出了新的基座结构:选用碳化硅和石墨作为新基座材料,将石墨环体嵌入碳化硅内部,利用碳化硅和石墨导热速率的不同,改变基座中各位置处的产热量和热传递,从而提高衬底温度分布均匀性。(3)在MOCVD反应室中,反应气体入口进入,在衬底上方生成晶体薄膜,多余的气体又随着出口排出,所以流场对薄膜的生长有着很大的影响。对于反应室内的热场来说,流场对热场的影响主要体现在反应气体的入口流量上,故本文分别对两种加热方式的反应室入口注入不同的大小的气体流量,观察气体流量大小对衬底温度的影响。研究结果表明:反应气体的流量对热场的影响较小,气体流量增大,温度降低;气体流量对衬底的温度均匀性分布影响较小。(本文来源于《济南大学》期刊2019-06-01）
张媛[4]（2018）在《MOCVD系统反应室流场的模拟优化设计》一文中研究指出金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)系统是制备GaN等半导体薄膜材料、建筑材料、LED等光电子器件装饰材料主要设备。本文采用计算流体力学软件Fluent对MOCVD反应器内温度场及速度场进行模拟分析。对MOCVD反应器内的传热传质机理进行分析,从而为MOCVD反应器内设计提供理论依据。(本文来源于《工业加热》期刊2018年05期）
朱宇霞,陈琳,顾世浦,修向前,张荣[5]（2018）在《大尺寸HVPE反应室生长GaN的数值模拟》一文中研究指出利用有限元法对单片6英寸(1英寸=2.54 cm)GaN衬底用氢化物气相外延(HVPE)生长系统的工艺参数进行了数值模拟和优化。通过建立反应室二维几何模型,依次改变HVPE系统中的GaCl,NH_3和分隔气(N_2)流速等主要参数进行数值模拟,研究分析了反应室内各反应物的浓度分布和衬底上GaN的生长速率变化,同时考虑了涡旋分布以及GaCl出口管壁上寄生沉积等对衬底上GaN生长的影响,并给出了HVPE系统高速率均匀生长GaN的优化参数。模拟分析还表明,适当降低HVPE反应室内的压强可以改善衬底上GaN生长的均匀性。(本文来源于《半导体技术》期刊2018年08期）
林桂花[6]（2018）在《MOCVD反应室多场耦合分析与参数优化》一文中研究指出近年来,以GaN、AlN为代表的第叁代半导体材料以其宽禁带、宽透光范围、高热导率、优良的化学稳定性及热稳定性、耐高温抗腐蚀等特点日渐成为电子领域关注的焦点,MOCVD技术是目前市场上用来制备第叁代半导体材料的主流方法,在用MOCVD设备制备材料的过程中,反应室内部存在多种复杂的物理场,其中衬底表面温度场分布的均匀性对外延材料的质量起决定性作用,故本文研究在此过程中相关参数对衬底表面温度分布的影响机制以及磁场与温度场的耦合都具有重要意义,同时也为后续的温度控制打下基础。本文利用电磁场仿真软件Maxwell和有限元仿真软件Ansys,通过顺序耦合的方法对采用感应式加热的MOCVD反应室内石墨基座和衬底上的电磁场及温度场进行了耦合分析,研究分析了感应加热线圈中激励电流的强度、频率以及线圈匝数的多少、对流换热系数的大小等因素对基座和衬底上电磁场和温度场的影响机制,研究发现:激励电流强度和频率的增大均会使基座中的磁感应强度幅值增强,激励频率的增大还会使磁感线向基座边缘方向偏移,直接影响磁场分布的均匀性;激励电流强度的增强会使基座和衬底上的稳态温度幅值有显着提升,而激励电流频率的提高也会使基座和衬底上的稳态温度幅值小幅提升,同时还会使集肤深度减小,使热量集中分布在基座靠近边缘处,使温度场分布的均匀性变差;研究还发现在其他变量保持一致的情况下,基座与衬底中的稳态温度幅值随对流换热系数的增大而减小;其他变量相同,仅增加感应加热的线圈匝数也会提升基座与衬底中稳态温度的幅值。本文确定了MOCVD设备制备半导体材料的反应过程中能够产生较好温度效果的换热系数值,对电流强度、频率、线圈匝数等参数进行了优化,并对优化结果进行了仿真验证,得到了衬底上表面的径向温度分布曲线。优化后的仿真结果可以满足包含AlN在内的多种第叁代半导体材料的制备过程中对温度的控制要求。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-06-01）
詹停停[7]（2018）在《制备氧化铝纳米粉体的反应室中气体流场研究》一文中研究指出氧化铝具有良好的化学稳定性、耐磨性和吸附性,氧化铝纳米粉体适于制作隔热材料。目前,制备氧化铝纳米粉体的主要方法有:固相法、液相法、化学气相沉积法。其中,化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)有望成为一种大规模制备高质量氧化铝纳米粉体的方法。它是利用氯化铝和水蒸气在反应室中反应生成氧化铝纳米粉体。近年来,国内外对氧化铝纳米粉体的制备有较多研究,但关于化学气相沉积法反应室气体流场对氧化铝制备影响方面的研究则鲜见报道。然而,反应室气体流场是制备氧化铝纳米粉体的重要因素。通过改变反应室有关参数来改变气体流场,可以制备更高质量的氧化铝纳米粉体。但是,采用试验方法研究反应室气体流场成本高,周期长,难度大。而数值模拟方法则能比较方便、快速地揭示气体流场的相关特征。本文采用数值模拟方法对反应室气体流场进行了研究。本文研究内容主要包括叁个部分。第一部分,建立了化学气相沉积法反应室气体流场模型。用前处理软件GAMBIT对制备氧化铝纳米粉体的反应室进行了几何建模和网格划分,将其导入计算流体力学软件FLUENT,选用压力求解器,选择标准k-ε湍流模型,并激活能量方程,设定反应条件,建立组分输运方程,定义边界条件,进行速度、温度以及组分配比的初始化。第二部分,对反应室气体流场进行了数值模拟。对模型控制方程进行迭代求解,得到了反应室内气体速度分布、温度分布和主要反应物的浓度分布以及氧化铝浓度分布。在反应室中截取多个截面,分别考察了这几个截面上反应物和生成物的浓度分布,并进行了对比,分析了反应室内化学反应情况。第叁部分,研究了反应室有关参数对气体流场的影响。改变内环直径、反应室直径和氯化铝入口速度,对气体流场进行数值模拟,将得到的速度分布、温度分布和浓度分布进行了对比。研究发现,内环直径越大,单位时间内流经反应室的氯化铝量也越大,氧化铝纳米粉体生产效率越高,但需要根据水蒸气的量适度增加内环直径;反应室直径对气体流体速度和温度影响较小,但反应室直径偏大有利于反应物的接触面积增大,提高化学反应效率,对氧化铝纳米粉体浓度的影响较小;氯化铝入口速度越大,单位时间内流经反应室的氯化铝量越大,与水蒸气的接触面积越大,因此氧化铝纳米粉体浓度越高。本文对氧化铝纳米粉体制备过程中反应室气体流场进行了建模和模拟,揭示了氧化铝纳米粉体成型的环境特征,为深入研究化学气相沉积法氧化铝纳米粉体的成型机制奠定了基础。(本文来源于《苏州大学》期刊2018-05-01）
冯兰胜[8]（2017）在《MOCVD系统流场分析与反应室结构设计研究》一文中研究指出氮化镓(GaN)基半导体材料是一类最为重要的宽禁带半导体材料。MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)设备是制备GaN基半导体材料的主要途径。MOCVD设备具有生长材料质量高、稳定性好、重复性好和易于实现规模化等特点,是其它的半导体材料生长设备无法替代的。MOCVD系统由很多部分组成,其中反应室是MOCVD设备的核心部件,直接关系到其所生长薄膜的质量。利用计算机对反应室结构及其中的材料生长动力学过程进行建模仿真,是对反应室进行研究以及生长高质量材料的有效方法。本文首先介绍了国内外主要的MOCVD系统发展现状、组成结构和实现原理,而后在此基础上给出了西电MOCVD-120系统的研制过程,并用于实际GaN基材料的生长。对其中涉及的气体输运与控制关键技术、反应室结构、生长温度控制系统、反应室压力控制系统、系统整体自动化控制系统等关键组成部分的实现过程做了重点研究。为了使用计算机对该MOCVD系统生长GaN基材料的过程进行模拟,本文建立了一种用于模拟GaN外延生长的反应室结构模型和GaN生长化学反应模型。反应室结构模型与实际的反应室结构几何尺寸和结构完全对应。化学反应模型包括气相化学反应过程和表面化学反应过程。这两个化学反应过程分别对应气体输运阶段所发生的化学反应和衬底表面材料生长过程中所涉及的化学反应。气相化学反应过程又分为加合反应和热解反应两种不同的反应路径。表面反应过程包括生成GaN的化学反应以及氢气的刻蚀反应过程。根据反应室结构模型和GaN化学反应模型,在Fluent软件中结合CVDsim化学反应模块对GaN生长过程进行模拟,并对模拟结果从反应室内的流场分布和GaN化学反应过程两方面进行分析。首先模拟了不同参数下的GaN生长过程,模拟结果表明:随着源反应物进入反应室的入口流速升高,GaN的生长速率先升高而后降低,材料厚度均匀性随着流速的升高逐渐变差,气相传输中的化学反应随着入口流速的升高逐渐变强;随着反应室压力升高,GaN生长速率先升高而后会降低,气相加合反应随着压力的升高逐渐增强;源反应物进入反应室时的温度较低或者温度较高时,在内部均容易出现涡流;随着生长温度的升高,气相反应中的加合反应减弱,热解反应增强,热解反应在高于600℃时增幅明显。GaN的生长速率随着生长温度的升高而升高。氢气的刻蚀作用在高于800℃开始出现,其结果会导致生长速率变慢,在模拟的温度范围内,800℃至1000℃范围是获得最高生长速率的温度范围;随着V/III比的升高,GaN的生长速率会呈现先上升后下降的变化过程。对应气相传输中加合反应会不断增强,同时生长中对应的热解反应强度也是先上升后下降。根据GaN生长参数的模拟优化结果,调整应室结构相关几何参数,模拟不同的几何参数下GaN生长过程。通过对结果进行分析,得到以下结论:在垂直喷淋式反应室中,升高反应室喷淋头的高度,可以获得相对平稳的流场,但同时GaN生长过程中的气相加合反应会随之增强,给材料质量带来不利的影响;较大的进口尺寸有利于在反应室内部获得相对稳定的流场,同时对应着较高的和较平稳的流速,这些特点均有利于提高材料的质量和生长速率。但过大的进口尺寸下,伴随着衬底上方的热浮力作用,源反应物将更容易直接从衬底周围的排气通道排出反应室,而很少到达衬底上方参与材料的生长;MOCVD系统在反应室直径升高,加合反应增强,热解反应减弱,但材料的厚度均匀性提高;随着衬底旋转速度的升高,反应室内部流场分布平稳性得到改善,生长速率也得到了提高,但是在转速升高到一定程度后,这种改善变得并不明显,反而有可能会有所降低;MOCVD系统中侧壁温度升高可以抑制衬底高温产生的热浮力作用,在反应室内部形成平稳的流场,但过高的侧壁温度会造成大量的反应粒子集中在侧壁附近区域,不能及时到达衬底表面参与材料生长,过低的侧壁温度会影响反应室内的流场稳定性,容易产生涡流。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2017-04-01）
唐子涵[9]（2016）在《GaN-MOCVD垂直喷淋式反应室的优化设计》一文中研究指出金属有机化学气相沉积MOCVD技术涉及到许多方面,主要包括热力学、动力学、流体力学、物理化学等,研究难度很大且MOCVD反应器中气体流动和温度分布具有复杂与不可观测的特点,通过CFD模拟反应室内热流场,为MOCVD反应室优化设计和GaN薄膜材料生产提供有价值的参考,最终节省工业研发成本,缩短产品研发周期。本论文主要针对两种不同型号的垂直喷淋式MOCVD反应室开展的优化设计工作,利用CFD对GaN-MOCVD反应室气体沉积过程进行仿真,将部分结论与实验对比。研究的目标导向是讨论不同生长条件下反应室流态,壁面沉积,衬底表面TMG均匀性及TMG利用率等等。本文的主要研究内容分为两大部分:针对实验型MOCVD设备的小容量垂直喷淋式反应室优化设计研究,通过调试喷淋头高度及操作压强找出较佳的生长工艺条件。研究发现喷淋头高度越高,沉积均匀性越好,生长速率越慢,上壁沉积度越低,当喷淋头达到一定的高度,上壁沉积的浓度基本保持不变。另外通过对高喷淋式反应室微调压强,观察压强对GaN外延的生长影响,提出了生长最佳压强范围。发现减小压强有利于薄膜的均匀性,压强较大时,平均生长速率大,但压强较大时极易引起流场不稳。针对生产型MOCVD设备的大容量垂直喷淋式反应室优化设计研究,首先研究压强及石墨盘旋转速度大幅调节对反应室内的流场的影响。绘制“压强—旋转速度”的层流图谱,研究不同工艺参数条件下的叁种临界流态的特点及差别,并且得到“提高流量,可以扩大GaN薄膜生长窗口”这一结论。接着描述了反应室喷淋高度的优化设计,发现反应室喷淋高度较低时,衬底表面的TMG沉积均匀性得到了明显改善但这样的结构改造虽提高了均匀性,却牺牲了TMG利用率。本文结尾提到一种针对TMG进口的优化设计,将TMG源集中释放,有利于提高TMG利用率,提高利用率的同时,沉积均匀性受到较小影响。本文旨在对MOCVD反应室内的流场与浓度场更深入的学习研究,并将相关理论运用到模拟仿真中,给予生产型MOCVD技术指导,从而得到满足均匀性的条件下使得TMG利用率尽可能高且侧壁零沉积的生长工艺条件。(本文来源于《南昌大学》期刊2016-06-30）
徐小凯[10]（2016）在《煤粉加压气化炉开工期间反应室温度场分布的模拟计算》一文中研究指出煤气化技术是洁净煤技术发展的一个重要方向,其中加压干煤粉气化技术以其高转化率和高环保效益得到了快速发展。开工烧嘴是加压干煤粉气化炉启动过程中的一个关键装置,主要是在开工期间为气化炉反应室升温升压,有利于投煤后提升煤的反应速度,减少反应室出口气流中未转化碳的含量,同时控制煤烧嘴气粉射程在设计范围内,以免刷壁损坏壁面的防护层。开展对开工烧嘴运行参数尤其是温度场分布模拟研究对正确认识和掌控气化炉的启动过程具有重要意义。本文以Shell干煤粉气化炉为基础物理模型,建立了叁维数值计算模型,并结合现场运行参数输入了边界条件,通过数值模拟研究了开工过程中的氧气速度、出口压力、燃油量、以及氧油质量比等参数对反应室内温度场和流场的影响;模拟计算所得到的反应室的出口温度与实际运行结果比较,偏差在工程技术领域所能接受的范围内。模拟研究结果表明:在富燃料条件下,随着氧气速度的增大反应室内的温度是逐渐增高的,而随燃油质量流量的增加反应室内的温度是逐步降低的;随着反应室出口压力的增大反应室内的温度是逐步降低的,这意味着在升压升温过程中,如果保持氧油比不变时,必须同时增氧增油。反应室内的温度随着氧油质量比的增大是先增加后减小,在当量比附近达到最高温度。反应室内的压力在空间位置上有一定的变化,在开工烧嘴下部压力的变化幅度较大,而且整体是低于给定值的,这也说明在开工烧嘴下部的湍流流动强度比较大,开工烧嘴上部的压力波动变化比较小,整体大于给定值。反应室内的整体温度分布是在开工烧嘴以下0.3-1.3米温度较高,在纵向(Y轴)方向上是喷嘴两边高,中间低;横向(X轴)方向是高温度区在离开烧嘴一定的距离,形成类似于沿开工烧嘴的倾斜角度,一个向下方倾斜的高温变化区域,这是有利于投煤的着火燃烧区。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
反应室论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对金属有机化学气相沉积(MOVCD)反应室中因感生电流的集肤效应而导致衬底温度分布不均匀,从而影响生长薄膜质量的问题,通过对电磁加热式MOCVD反应室建立数值仿真模型,分析电流强度和电流频率对磁场分布和焦耳热分布的影响,同时对不同材料组成的基座结构中的磁场分布和焦耳热分布进行研究。结果表明:磁场分布和焦耳热分布不随电流强度的改变而改变,但磁场和焦耳热的数值与电流强度成正比;磁场分布、焦耳热分布和数值随着电流频率的变化而变化,数值与电流频率成正比,且随着电流频率的增大,趋肤效应越明显;改变组成基座的材料组成可以改变基座中焦耳热分布,从而提高衬底温度分布的均匀性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
反应室论文参考文献
[1].杨超普,方文卿,刘明宝,毛清华,阳帆.MOCVD反应室无镓无铝环境的获得及重要性分析[J].人工晶体学报.2019
[2].赵丽丽,孙红卫,李志明,李海玲.金属有机化学气相沉积反应室磁场数值分析[J].济南大学学报(自然科学版).2019
[3].赵丽丽.高温大尺寸MOCVD反应室热场的数值分析与优化[D].济南大学.2019
[4].张媛.MOCVD系统反应室流场的模拟优化设计[J].工业加热.2018
[5].朱宇霞,陈琳,顾世浦,修向前,张荣.大尺寸HVPE反应室生长GaN的数值模拟[J].半导体技术.2018
[6].林桂花.MOCVD反应室多场耦合分析与参数优化[D].西安电子科技大学.2018
[7].詹停停.制备氧化铝纳米粉体的反应室中气体流场研究[D].苏州大学.2018
[8].冯兰胜.MOCVD系统流场分析与反应室结构设计研究[D].西安电子科技大学.2017
[9].唐子涵.GaN-MOCVD垂直喷淋式反应室的优化设计[D].南昌大学.2016
[10].徐小凯.煤粉加压气化炉开工期间反应室温度场分布的模拟计算[D].华中科技大学.2016
论文知识图
